严寒地区高速铁路冰雪飞溅与防治

林建1，2，井国庆2，黄红梅2

(1.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600；

2.北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044)

摘要:在介绍严寒地区铁路冰雪飞溅危害基础上，利用空气动力学仿真手段分析研究铁路道床表面冰雪飞溅现象。采用不可压缩三维定常雷诺时均方程(RANS)结合k-ε双方程湍流模型分析不同砟肩高度下强列车风对道床表面的气动特性影响。研究结果表明：列车风速越大，道床表面风压越大，越易引起冰雪飞溅；相同风速下，钢轨两侧轨枕槽内监测点风压值最小为4~15 Pa，线路中心处监测点风压值约为其10倍，砟肩处监测点风压值约为其25倍，最易引起冰雪飞溅；砟肩高度每增加50 mm，风压值增幅为2%~7%。高速铁路冰雪飞溅主要通过列车、线路结构优化，站场除雪等综合治理措施来防治。

关键词：严寒地区；冰雪飞溅；空气动力学；砟肩高度；防治措施

1现状与危害

近几年,高速铁路发展迅猛，极大改善了交通与经济发展，但列车高速行驶也带来一系列问题，尤其高速铁路冰雪问题严重阻碍运营与拓展[1-3]。若采取冬季限速，夏冬季不同运营速度和时刻表，降低了轨道超高适应性和增加了运营成本。 需要注意的是，冰雪飞溅是飞砟问题外延表现形式之一。一般认为列车时速超过300 km后易发生飞砟现象，但实际上在特殊路段或天气情况下，时速250 km甚至更低情况下也会发生飞砟现象，如路桥过渡段、桥梁、隧道以及严寒冰雪线路。……